Трьох- і чотирьох хвильове розсіяння світла на поляритонах в кристалах ніобіту літію з домішками
Курсовой проект - Физика
Другие курсовые по предмету Физика
онізму в зразку. Додатковий фотоприймач Феу1 служить для контролю потужності накачування. Використання переривника пробного променя ПЛ дозволяє автоматично віднімати фон, повязаний із засвіченням фотоприймача випромінюванням сумарної частоти двох інфрачервоних лазерів. Оптична схема установки орієнтована на реєстрацію стоксовой компоненти розсіяного випромінювання. Це дозволяє легко переходити від спостереження спонтанного трьох фотонного розсіяння світла на поляритонах до спостереження розсіяння на когерентно збуджених станах середовища простим включенням ГИК накачувань, оскільки в обох випадках розсіяне випромінювання лежить в одному частотно-кутовому інтервалі.
Розділ 4. Дослідження характеристик кристалів методом активної спектроскопії
Чотирьох хвильове розсіяння світла збуджувалося в кристалах ніобіту літію, легованих магнієм Mg: LiNbO3 з концентрацією домішки Мg 0.68масс.% і 0.79масс.% (кристали No.4,5). Дані за показниками заломлення у видимій і ближній ГИК області для кристала No.4 були отримані шляхом інтерполяції даних для кристалів No.3,5. У експерименті збуджувався поляритон в околицях частот 541см-1, 550см-1, 558.5см-1, 560см-1. Для цього для кожного вибраного значення частоти поляритону P встановлюється частота генерації перебудованого лазера 2 відповідно до другого рівняння з (12). Потім промені ГИК накачувань прямували на кристал під фіксованими кутами 1 і 2 до напряму розповсюдження зондуючого накачування. Далі вимірювалася залежність інтенсивності сигналу на частоті S=L-1+2 від кута повороту кристала в площині хвилевих векторів накачувань.
Спектральна ширина ліній накачувань складала приблизно 1см-1 для випромінювання основної і другої гармонік YAG:Nd+3-лазера і не більше 6см-1 для перебудованого лазера. Ширина ліній сигнального випромінювання, що народжувалося, повністю відповідала частотній структурі накачувань. Пікова потужність накачувань на вході в кристал: пробної хвилі 0.25 Мвт, першого збудливого променя 0.05 Мвт, другого збудливого променя 0.01 Мвт. У експерименті використовувалися накачування з частотами L і 1 з незвичайною поляризацією, випромінювання перебудованого -лазера мало звичайну поляризацію. Величина інтенсивності сигналу чотирьох фотонного розсіяння при точній настройці кутового синхронізму істотно - майже на 4 порядки - перевищувала інтенсивність спонтанного трьох хвильового розсіяння. При цьому сигнал спонтанного розсіяння збирався зі всієї довжини зразка 1 см, а сигнал чотирьох фотонного розсіяння - лише з області перетину променів накачувань завдовжки 0,5-1мм.
Для кожної фіксованої сигнальної (а, означає, і поляритонної) частоти область вирішень умов точного синхронізму в просторі кутів, 1 і 2 є ділянкою кривої. З урахуванням можливого розладу синхронізму ця крива повинна розмиватися. Для кожної різниці частот 1-2=P була проведена серія вимірювань форми лінії Is(), у якій взаємна орієнтація зондуючої хвилі і одній з ГИК накачувань залишалася постійною на вході кристала, а кут падіння інший ГИК накачування мінявся від постанова до постанову. Типовий вид окремої форми лінії розсіяння приведений на рис.17. На нижній осі абсцис відкладений розлад просторового синхронізму прямого процесу, на верхній осі абсцис відкладений кут повороту кристала. Лінія розсіяння має один яскраво виражений максимум з кутовою шириною порядка 0.50, в одиницях хвилевих розладів - 600 см-1 . Проте, по ширині цієї лінії не можна визначити величину поглинання, оскільки істотна расходимость променів. Було перевірено, що при зменшенні расходимости першого збудливого променя зменшується ширина лінії розсіяння. Також в інтенсивність сигналу складається розсіяння на сусідніх частотах з певним розладом, оскільки збуджується поляритон з частотною шириною порядка 5 см-1. Кожна серія подібних вимірювань форми лінії Is(), знята при фіксованому вугіллі 2 і змінному вугіллі 1, була розподілом Is(а,1).
На верхньому графіку рис.18 на площині координат кут повороту кристала - кут падіння ГИК хвилі 1 представлені результати вимірювань для однієї серії, в рамках якої зберігалися постійними кут падіння 2=410 і центральна частота генерації 2 перебудований ГИК лазера, при якій збуджується поляритон на частоті p=541 см-1. Крапками відмічені положення максимумів кривих Is, що експериментально спостерігалися(). Розмір вертикальних штрихів відповідає ширині максимумів. На нижньому графіку рис.18 представлена інтенсивність розсіяного випромінювання в максимумі при кожному положенні кута 1. При проходженні цієї серії вимірювань при кутах закладу першого “розігріваючого” променя 1=600-680, послідовно збуджувався поляритон на частотах p=539-543 см-1. Спостерігалося збільшення інтенсивності розсіяної хвилі при 1=640-650, оскільки інтенсивність другого “розігріваючого” променя має максимум на частоті, відповідній частоті поляритону p=541 см-1. Знаючи взаємну орієнтацію і довжини хвилевих векторів можна визначити з рівнянь (13) і (16) довжину хвилевого вектора і показник заломлення поляритону. Основну помилку до точності вимірювання показника заломлення вносить ширина лінії генерації лазера, що перебудовується.
На графіках рис.19 представлені результати серії вимірювань для кута 2=29.50 і центральної частоти генерації 2 перебудований ГИК лазера, при якій збуджується поляритон на частоті p=550 см-1. В даному випадку спостерігається максимальна інтенсивність сигнальної хвилі при вугіллі 1=570, це говорить про те, що при цьому вугіллі збуджується поляритон на частоті p=550 см-1. На рис.20 представлені п?/p>